exponenta event banner

Индукционная машина (однофазная)

Однофазная индукционная машина с фундаментальной параметризацией SI или pu

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрические/Электромеханические/Асинхронные

  • Induction Machine (Single-Phase) block

Описание

Блок индукционной машины (однофазной) представляет собой однофазную индукционную машину с беличьим ротором с фундаментальными параметрами, выраженными в единицах измерения или в Международной системе единиц измерения (СИ).

Каждый из четырех вариантов модели для блока индукционной машины (однофазной) соответствует опции выбора блока. Чтобы получить доступ к вариантам блоков, в окне модели щелкните блок правой кнопкой мыши и выберите один из следующих способов.

  • В контекстном меню выберите «Simscape» > «Block choices».

  • В редакторе Simulink ® на вкладке «Моделирование» в разделе «Проектирование» в категории «Управление данными» выберите «Инспектор свойств». В окне Инспектора свойств выберите вариант блока.

Варианты модели:

  • Split-phase

  • Capacitor-start

  • Capacitor-start-capacitor-run

  • Main and auxiliary windings

Однофазная индукционная машина состоит из несущего ротора и двух статорных обмоток, основной и вспомогательной обмоток. Вспомогательная обмотка обычно активна только во время пуска. Однако для повышения производительности вспомогательная обмотка может быть активной во время работы для приложений с низким энергопотреблением. На рисунке показаны эквивалентные d- и q-осевые цепи для основной и вспомогательной обмоток.

Таблица определяет переменные.

ПеременнаяОпределение
vqsvdsНапряжения статора в представлении d-q
iqsidsТоки статора в представлении d-q
ΨqrΨdrПотоки ротора в представлении d-q
Электрическая частота вращения ротора
aКоэффициент поворота вспомогательных/основных обмоток
RasСопротивление статора основной обмотки
LasИндуктивность утечки статора основной обмотки
Р "арСопротивление ротора основной обмотки
Л "ларИндуктивность утечки ротора основной обмотки
LmasВзаимная индуктивность основной обмотки
RBSСопротивление статора вспомогательной обмотки
RlbsИндуктивность утечки статора вспомогательной обмотки
R 'brСопротивление ротора вспомогательной обмотки
Л 'лбрИндуктивность утечки ротора вспомогательной обмотки
LmbsВзаимная индуктивность вспомогательной обмотки

Уравнения

Модель СИ преобразует значения СИ, введенные в диалоговом окне, в единицы измерения для моделирования. Сведения о взаимосвязи между параметрами СИ и станка на единицу измерения см. в разделе Преобразование станка на единицу измерения. Сведения о параметризации по единицам измерения см. в разделе Система единиц измерения по единицам измерения.

Эти преобразования уменьшают сопротивление ротора, индуктивность утечки ротора и взаимную индуктивность статора до одного набора значений путем определения эквивалентных цепей относительно основной обмотки:

Lms = Lmas = 1a2Lmbs

Rar '= 1a2Rbr'

Llar '= 1a2Llbr'

Уравнения напряжения для статора и ротора:

vqs = Rasiqs + dü qsdt

vds = Rbsids + dü dsdt

0 = Rar 'iqr' + d

0 = a2Rar 'idr' + d

λ qs = (Llas + Lms) iqs + Lmsiqr '

(Llbs + a2Lms) идентификаторы + a2Lmsidr '

λ qr '= (Llar' + Lms) iqr '+ Lmsiqs

startdr '= a2 (Llar' + Lms) idr '+ a2Lmsids

Выражение для электромагнитного момента, Т, получается применением принципа виртуального смещения [1].

T = p (aü qr 'idr' 1a dr 'iqr')

Механическое уравнение

Jdü mdt = T TL Bmü m,

где startm - угловая скорость ротора.

В двухфазных машинах вспомогательная обмотка смещается под углом 90 ° от основной обмотки и работает только до тех пор, пока скорость не достигнет скорости разъединения, которая обычно составляет от 70 до 80% номинальной скорости. В этой конфигурации вспомогательная обмотка имеет высокое сопротивление и малое реактивное сопротивление по сравнению с основной обмоткой. Результирующая разность фаз заставляет машину вести себя как двухфазную машину.

Машина запуска конденсатора - это тип машины с разделенной фазой, которая использует конденсатор последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска машины. В этой конфигурации вспомогательные и основные обмотки имеют одинаковое количество витков. Величина конденсатора гарантирует, что ток в вспомогательной катушке ведет ток в основной обмотке приблизительно на 80 электрических градусов.

Напряжение запуска конденсатора составляет:

vc=Rsids+∫​1Csωrids.

Когда конденсатор соединен последовательно со вспомогательной обмоткой, уравнение напряжения для d-оси равно

vds=Rbsids+dψdsdt−Rsids−∫​1Csωrids.

Удлинение получают непосредственно для машин, работающих на конденсаторе-пусковом конденсаторе. В этой конфигурации два конденсатора соединены параллельно.

Напряжение по оси d после отключения конденсатора

vds=Rbsids+dψdsdt−Rrids−∫​1Crωrids.

Опция отображения

Для отображения базовых значений на единицу оборудования в окне команд MATLAB ® щелкните правой кнопкой мыши блок и в меню Electrical выберите Display Base Values.

Переменные

Параметры «Переменные» используются для задания приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.

Порты

Продукция

развернуть все

Порт вектора физического сигнала, связанный с измерениями на единицу оборудования. Векторными элементами являются:

  • pu_torque

  • pu_velocity

  • pu_vds

  • pu_vqs

  • pu_v0s = 0

  • pu_ids

  • pu_iqs

  • pu_i0s = 0

Сохранение

развернуть все

Порт экономии электроэнергии, связанный с положительным выводом основной обмотки.

Порт экономии электроэнергии, связанный с отрицательным выводом основной обмотки.

Порт экономии электроэнергии, связанный с положительным выводом вспомогательной обмотки.

Зависимости

Этот порт отображается только в том случае, если для параметра «Блокировать» задано значение Main and auxiliary windings.

Порт экономии электроэнергии, связанный с отрицательным выводом вспомогательной обмотки.

Зависимости

Этот порт отображается только в том случае, если для параметра «Блокировать» задано значение Main and auxiliary windings.

Механическое отверстие для сохранения вращения, связанное с ротором машины.

Механическое поворотное защитное отверстие, связанное с корпусом машины.

Параметры

развернуть все

Главный

Номинальная кажущаяся мощность индукционной машины.

Среднеквадратичное напряжение.

Номинальная электрическая частота, соответствующая номинальной кажущейся мощности.

Количество пар полюсов машины. Значение используется в качестве постоянной обратной электродвижущей силы.

Система единиц измерения для параметризации блока.

Зависимости

Выбор:

  • SI отображает электрические параметры СИ.

  • Per unit предоставляет для каждого блока Электрические параметры.

Электрический

Для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» выберите SI для отображения электрических параметров СИ, или Per unit для отображения электрических параметров для каждого блока.

Сопротивление статора SI для основной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Индуктивность утечки СИ для основной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Сопротивление ротора SI для основной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Индуктивность утечки ротора СИ для основной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Взаимная индуктивность СИ для основной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Сопротивление статора SI для вспомогательной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Индуктивность утечки статора SI для вспомогательной обмотки.

Зависимости

Выбор SI для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные параметры» отображаются параметры SI Electrical.

Отношение обмоток между основной и вспомогательной обмотками.

Сопротивление статора блока для основной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Индуктивность течи блока для основной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Сопротивление ротора блока для основной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Индуктивность утечки ротора на блок для основной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Поблочная взаимная индуктивность для основной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Сопротивление статора блока для вспомогательной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Индуктивность утечки статора на блок для вспомогательной обмотки.

Зависимости

Выбор Per unit для параметра Parameterization unit в разделе Main settings (Основные параметры) отображаются параметры для каждого модуля Electrical.

Отношение обмоток между основной и вспомогательной обмотками.

Сопротивление запуска конденсатора СИ.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run или Capacitor start а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение SI.

Емкость запуска конденсатора SI.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run или Capacitor start а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение SI.

Сопротивление работе конденсатора SI.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение SI.

Емкость, работающая на конденсаторе SI.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение SI.

Сопротивление запуска конденсатора на единицу.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение Per unit.

Емкость пуска конденсатора на единицу.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение Per unit.

Сопротивление пробега конденсатора на единицу.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run или Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение Per unit.

Емкость для каждого конденсатора.

Зависимости

Этот параметр отображается, если для параметра «Выбор блока» задано значение Capacitor-start-capacitor-run или Capacitor-start-capacitor-run а для параметра «Единица параметризации» в разделе «Основные настройки» установлено значение Per unit.

Скорость при отключении конденсатора, выраженная в процентах от номинальной скорости. Значение должно быть между 0 и 100, включительно.

Зависимости

Этот параметр скрыт, если для параметра «Выбор блока» задано значение Main and auxiliary windings.

Механический

Инерция ротора.

Демпфирование ротора.

Примеры модели

Ссылки

[1] Краузе, П. С. «Моделирование несимметричных 2-Phase индукционных машин». Транзакции IEEE по устройствам и системам питания. Том 84, № 11, 1965, с. 1025-1037.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2018b